数字电子技术第四章

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1、 组合逻辑电路组合逻辑电路 时序逻辑电路时序逻辑电路第四章第四章 二、组合逻辑电路逻辑功能描述：二、组合逻辑电路逻辑功能描述： 一、一、 组合逻辑电路的特点：组合逻辑电路的特点： 每一时刻的输出仅取决于该时刻的每一时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关；输入，与电路原来的状态无关； 不包含记忆单元（或存储单元。）不包含记忆单元（或存储单元。） 4.1 概述概述(第一大重点第一大重点) 组合逻辑组合逻辑 电路电路1a2ana1y2ymy组合逻辑电路的框图组合逻辑电路的框图1112221212(,)(,) (,)nnmmnyf a aayfa aayfa aa 一、一、已知电路已知电

2、路求逻辑功能求逻辑功能4.2 组合电路的分析与设计组合电路的分析与设计 根据电路根据电路写出输出表达式写出输出表达式化简（为使写真值化简（为使写真值表简单）表简单）写出真值表写出真值表说明功能。说明功能。二、二、已知实际逻辑问题已知实际逻辑问题求逻辑电路求逻辑电路实际逻辑问题实际逻辑问题逻辑抽象逻辑抽象逻辑真值表逻辑真值表逻辑函数式逻辑函数式根据要求选定所用器件：根据要求选定所用器件：1、若选用、若选用SSI，化简函数，化简函数变换函数变换函数画出实现电路；画出实现电路；2、若选用、若选用MSI，变换函数，变换函数画出实现电路。画出实现电路。1、 分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量；分

3、析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量；2、 定义逻辑状态的含义：用定义逻辑状态的含义：用0或或1表示输入和输出的不同状态；表示输入和输出的不同状态；3、 根据给定的因果关系列出逻辑真值表。根据给定的因果关系列出逻辑真值表。逻辑图逻辑图逻辑表达逻辑表达式式 1 1 最简与或表最简与或表达式达式化简化简 2 1YAB 2YBC 3YCA 1Y2Y3YY 2 YAB BC CA 从输入到输出从输入到输出逐级写出逐级写出 123YYY YABBCAC 分析实例分析实例1 1A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111最简与或表最简与或

4、表达式达式 3 真值表真值表CABCABY 3 4 电路的逻辑电路的逻辑功能功能当输入当输入A、B、C中有中有2个或个或3个为个为1时，输时，输出出Y为为1，否，否则输出则输出Y为为0。所以这个电路所以这个电路实际上是一种实际上是一种3人表决用的人表决用的组合电路：只组合电路：只要有要有2票或票或3票票同意，表决就同意，表决就通过通过。 4 逻辑图逻辑图 12312312YABCYABYYYYBYYYB 逻辑表达逻辑表达式式YA B CA BBA BBAB 最简与或表最简与或表达式达式分析实例分析实例2真值表真值表A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1

5、01 1 111111100用与非门实现用与非门实现电路的输出电路的输出Y只与输入只与输入A、B有关，而与输入有关，而与输入C无关。无关。Y和和A、B的逻辑关系为：的逻辑关系为：A、B中只要一中只要一个为个为0，Y=1；A、B全为全为1时，时，Y=0。所以。所以Y和和A、B的逻辑关系的逻辑关系为与非运算的关系。为与非运算的关系。电路的逻辑功能电路的逻辑功能 YABAB 自学自学P162课本例课本例4.2.1真值表真值表电路功能电路功能描述描述：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的电灯，使之在上楼前，用楼下来控制楼梯上的电灯，使之在上楼前，用楼下

6、开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。用楼下开关关灭电灯。设楼上开关为设楼上开关为A，楼下开关为，楼下开关为B，灯泡为，灯泡为Y。并。并设设A、B闭合时为闭合时为1，断开时为，断开时为0；灯亮时；灯亮时Y为为1，灯灭时灯灭时Y为为0。根据逻辑要求列出真值表。根据逻辑要求列出真值表。 1 逻辑抽象逻辑抽象 1 组合逻辑电路设计实例组合逻辑电路设计实例1ABY000011110011 2 逻辑表达式或卡逻辑表达式或卡诺图诺图最简与或表最简与或表达式达

7、式化简化简 3 2 YA BAB 已为最简与已为最简与或表达式或表达式 4 逻辑变换逻辑变换 5 逻辑电路图逻辑电路图用与非用与非门实现门实现 YA BA B BAY用异或用异或门实现门实现 解：解：设计要求中已经规定了输入输出变量及其逻辑值的含义，不必设计要求中已经规定了输入输出变量及其逻辑值的含义，不必重复，列真值表如下。重复，列真值表如下。A B C P Q0101010101010101010101XXXXXXXX0000011111水位低于A、B、C时，P、Q同时工作。水位低于A、B而高于C时，只有Q工作。水位低于C却高于B，不可能出现，打叉。分别作分别作P P和和Q Q的卡诺图并化

8、简，得：的卡诺图并化简，得：卡诺图中的卡诺图中的X X，在化简时既可在化简时既可以看作以看作0 0，也可，也可以看作以看作1 1，视情，视情形确定。形确定。化简可得：化简可得：,BQBACP最后画出逻辑图最后画出逻辑图真值表真值表电路功能电路功能描述描述：用用与非门与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举起的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮全举起的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，

9、并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。设主裁判为变量设主裁判为变量A，副裁判分别为，副裁判分别为B和和C；表示；表示成功与否的灯为成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。，根据逻辑要求列出真值表。 1 逻辑抽象逻辑抽象 1 A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00 1 100001 0 01 0 11 1 01 1 10111 2 YAB CABCABC 2 逻辑表达式逻辑表达式设计实例设计实例2 BC A 00 01 11 10 0 1 1 1 1 3 卡诺图卡诺图最简与或表最简与或表达式达式化简化简 4 5 逻辑变换逻辑变换

10、 6 逻辑电路图逻辑电路图 3 化简化简 4 Y=AC+AB 5 YABAC 6 自学自学P165课本例课本例4.2.21、组合逻辑电路的概念；、组合逻辑电路的概念；2、组合逻辑电路的分析方法；、组合逻辑电路的分析方法；3、组合逻辑电路的设计方法（用、组合逻辑电路的设计方法（用SSI实现）。实现）。小结小结: :作业：作业：1、组合逻辑电路的概念；、组合逻辑电路的概念； 逻辑电路分类；组合逻辑电路特点；逻辑电路分类；组合逻辑电路特点；复习复习2、组合逻辑电路的分析方法；、组合逻辑电路的分析方法；3、组合逻辑电路的设计方法（用、组合逻辑电路的设计方法（用SSI实现）。实现）。各种各种MSI器件的

11、器件的学习思路：掌握学习思路：掌握定义（功能）定义（功能） 类型（功能区别）类型（功能区别） 原理（输出与输入关系）原理（输出与输入关系） 所有所有MSI器件内部结构一般了解。器件内部结构一般了解。常见常见MSI器件：编码器、器件：编码器、数值比较器。数值比较器。4.3 若干常用的组合逻辑电路（若干常用的组合逻辑电路（MSI）一、编码器的定义和分类一、编码器的定义和分类1、定义：、定义： 编码编码：用二进制代码表示有关对象的过程；即将输入的每一：用二进制代码表示有关对象的过程；即将输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码的过程。个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码的过程。 用来进